简介

什么是Virtual Call？Virtual Call在java中的实现是怎么样的？Virtual Call在JIT中有没有优化？

所有的答案看完这篇文章就明确了。

Virtual Call和它的实质

有用过PrintAssembly的敌人，可能会在反编译的汇编代码中发现有些办法调用的阐明是invokevirtual，实际上这个invokevirtual就是Virtual Call。

Virtual Call是什么呢？

面向对象的编程语言基本上都反对办法的重写，咱们思考上面的状况：

 private static class CustObj    {        public void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj is very good!");            }        }    }    private static class CustObj2 extends  CustObj    {        public final void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj2 is very good!");            }        }    }

咱们定义了两个类，CustObj是父类CustObj2是子类。而后咱们通一个办法来调用他们：

public static void doWithVMethod(CustObj obj)    {        obj.methodCall();    }

因为doWithVMethod的参数类型是CustObj，然而咱们同样也能够传一个CustObj2对象给doWithVMethod。

怎么传递这个参数是在运行时决定的，咱们很难在编译的时候判断到底该如何执行。

那么JVM会怎么解决这个问题呢？

答案就是引入VMT(Virtual Method Table)，这个VMT存储的是该class对象中所有的Virtual Method。

而后class的实例对象保留着一个VMT的指针，执行VMT。

程序运行的时候首先加载实例对象，而后通过实例对象找到VMT，通过VMT再找到对应的办法地址。

Virtual Call和classic call

Virtual Call意思是调用办法的时候须要依赖不同的实例对象。而classic call就是间接指向办法的地址，而不须要通过VMT表的转换。

所以classic call通常会比Virtual Call要快。

那么在java中是什么状况呢？

在java中除了static, private和构造函数之外，其余的默认都是Virtual Call。

Virtual Call优化单实现办法的例子

有些敌人可能会有疑难了，java中其余办法默认都是Virtual Call，那么如果只有一个办法的实现，性能不会受影响吗？

不必怕，JIT足够智能，能够检测到这种状况，在这种状况下JIT会对Virtual Call进行优化。

接下来，咱们应用JIT Watcher来进行Assembly代码的剖析。

要运行的代码如下：

public class TestVirtualCall {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        CustObj obj = new CustObj();        for (int i = 0; i < 10000; i++)        {            doWithVMethod(obj);        }        Thread.sleep(1000);    }    public static void doWithVMethod(CustObj obj)    {        obj.methodCall();    }    private static class CustObj    {        public void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj is very good!");            }        }    }}

下面的例子中咱们只定义了一个类的办法实现。

在JIT Watcher的配置中，咱们禁用inline,免得inline的后果对咱们的剖析进行烦扰。

如果你不想应用JIT Watcher,那么能够在运行是增加参数-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly -XX:-Inline， 这里应用JIT Watcher是为了不便剖析。

好了运行代码：

运行结束，界面间接定位到咱们的JIT编译代码的局部，如下图所示：

obj.methodCall绝对应的byteCode中，大家能够看到第二行就是invokevirtual，和它对应的汇编代码我也在最左边表明了。

大家能够看到在invokevirtual methodCall的最上面，曾经写明了optimized virtual_call,示意这个办法曾经被JIT优化过了。

接下来，咱们开启inline选项，再运行一次：

大家能够看到methodCall中的System.currentTimeMillis曾经被内联到methodCall中了。

因为内联只会产生在classic calls中，所以也侧面阐明了methodCall办法曾经被优化了。

Virtual Call优化多实现办法的例子

下面咱们讲了一个办法的实现，当初咱们测试一下两个办法的实现：

public class TestVirtualCall2 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        CustObj obj = new CustObj();        CustObj2 obj2 = new CustObj2();        for (int i = 0; i < 10000; i++)        {            doWithVMethod(obj);            doWithVMethod(obj2);        }        Thread.sleep(1000);    }    public static void doWithVMethod(CustObj obj)    {        obj.methodCall();    }    private static class CustObj    {        public void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj is very good!");            }        }    }    private static class CustObj2 extends  CustObj    {        public final void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj2 is very good!");            }        }    }}

下面的例子中咱们定义了两个类CustObj和CustObj2。

再次运行看下后果，同样的，咱们还是禁用inline。

大家能够看到后果中，首先对两个对象做了cmp，而后呈现了两个优化过的virtual call。

这里比拟的作用就是找到两个实例对象中的办法地址，从而进行优化。

那么问题来了，两个对象能够优化，三个对象，四个对象呢？

咱们抉择三个对象来进行剖析：

public class TestVirtualCall4 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        CustObj obj = new CustObj();        CustObj2 obj2 = new CustObj2();        CustObj3 obj3 = new CustObj3();        for (int i = 0; i < 10000; i++)        {            doWithVMethod(obj);            doWithVMethod(obj2);            doWithVMethod(obj3);        }        Thread.sleep(1000);    }    public static void doWithVMethod(CustObj obj)    {        obj.methodCall();    }    private static class CustObj    {        public void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj is very good!");            }        }    }    private static class CustObj2 extends  CustObj    {        public final void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj2 is very good!");            }        }    }    private static class CustObj3 extends  CustObj    {        public final void methodCall()        {            if(System.currentTimeMillis()== 0){                System.out.println("CustObj3 is very good!");            }        }    }}

运行代码，后果如下：

很遗憾，代码并没有进行优化。

具体未进行优化的起因我也不分明，猜测可能跟code cache的大小无关？ 有晓得的敌人能够通知我。

总结

本文介绍了Virtual Call和它在java代码中的应用，并在汇编语言的角度对其进行了肯定水平的剖析，有不对的中央还请大家不吝指教！

本文作者：flydean程序那些事

本文链接：http://www.flydean.com/jvm-virtual-call/

本文起源：flydean的博客

欢送关注我的公众号:程序那些事，更多精彩等着您！